DE1963374A1 - Method and device for storing information - Google Patents
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Description
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Für diese Anmeldung wird die Priorität aus der britischen Patentanmeldung Nr. 28605/69 vom 5. Juni 1969 beansprucht»Priority is claimed for this application from British patent application No. 28605/69 dated June 5, 1969 »
Verfahren und Vorrichtung zur Speicherung von InformationMethod and device for storing information
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur. Speicherung von Information.The invention relates to a method and an apparatus for. Storage of information.
Die Erfindung ist insbesondere anwendbar zur Speicherung und Wiedergabe von Information in den technischen Zweigen der digitalen Komputerspeicher, Speicheroszillographen und visuellen Wiedergabeeinrichtungen, wie beispielsweise Radar, alphanumerische, graphische und videophone WiedergabenThe invention is particularly applicable to storage and reproduction of information in the technical branches of digital computer storage, storage oscilloscope and visual Playback devices such as radar, alphanumeric, graphic and videophone displays
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Im Vergleich, zu bestehenden Einrichtungen und Techniken zur Informationsspeicherung und Wiedergabe in den erwähnten Zweigen der Technik werden folgende Vorteile in Zusammenhang mit der Erfindung erzielt.Compared to existing facilities and techniques for information storage and reproduction in the mentioned branches of technology, the following advantages are related achieved with the invention.
1. Bei digitalen Komputerspeiehern findet die Erfindung sowohl Anwendung bei Hauptspeichern als auch bei kleineren Ergänzungsspeichern. Es wird geschätzt, daß bei vergleichbaren Kosten die Speicher nach der Erfindung eine größere Kapazität, eine schnellere Zugriffzeit und eine größere Über-1. The invention is found in digital computer storage devices Use with main storage as well as with smaller supplementary storage. It is estimated that with comparable Do the memories according to the invention cost a greater capacity, faster access time and greater over-
fc tragungsgeschwindigkeit aufweisen, als die besten zur Zeit existierenden Speicher.fc than the best at the moment existing memory.
2. Die Anwendung der Erfindung auf dem Gebiet der Speicheroszillographen und visuellen Wiedergabeeinrichtungen läßt eine lange Lebensdauer der gespeicherten Information erwarten, und die Information kann wiederholt entweder durch Elektronenstrahl beauf schlagung oder durch Beaufschlagung mit ultraviolettem Licht wiedergegeben werden. Die letztere Technik hat den Vorzug der größeren Lebensdauer der gespeicherten Information. Weiterhin können gegebenenfalls Teile der gespeicherten Information auf den neuesten Stand gebracht werden, ohne daß andere Teile zerstört werden müssen.2. The application of the invention in the field of storage oscilloscopes and visual display devices can expect a long life of the stored information, and the information can be repeated either by exposure to an electron beam or by exposure to ultraviolet Light can be reproduced. The latter technique has the merit of greater stored life Information. Furthermore, parts of the stored information can be brought up to date if necessary, without having to destroy other parts.
3. Die Erfindung beruht auf der Anwendung folgender Phänomene:3. The invention is based on the application of the following phenomena:
Wenn Leuchtstoffe durch Elektronen angeregt werden, lumineszieren sie; jedoch werden gleichzeitig Fehl- oder Defektstellen erzeugt, welche die Lumineszenz löschen. Diese Fehlstellen können jedoch durch Erhitzen während einer entsprechenden Zeitspanne beseitigt oder "geheilt" werden. Beispielsweise leuchtet der Leuchtstoff Kl/Tl — mit Thallium dotiertes Kaliumiodid — bei RaumtemperaturWhen phosphors are excited by electrons, they luminesce; however, at the same time incorrect or Defects created which quench the luminescence. These imperfections can, however, be eliminated or "cured" by heating for a corresponding period of time. will. For example, the fluorescent Kl / Tl shines - Thallium doped potassium iodide - at room temperature
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genügend stark, wenn dieser Leuchtstoff durch hochenergetiöche Elektronen angeregt wird, Das Licht wird in einem breiten Band mit Spitze hei 400 ran (Nanometer) ausgesendet, kann jedoch du eh derartige Elektronen his zur Auslöschung der Lumineszenz um einen Faktor von mehr als 100 "beeinträchtigt oder "beschädigt11 v/erden. Im Folgenden wird von "Strahlungsdefekt" (der lumineszenten Strahlung) gesprochen. Ein El ektronenstrahl kann auch dazu verwendet werden, den Strahlungsdefekt rückgängig zu machen oder zu "heilen", und den Leuchtstoff in seinen ursprünglichen lumineszenten Zustand zurückzuführen.sufficiently strong if this fluorescent material is excited by high-energy electrons. The light is emitted in a broad band with a tip at 400 nm (nanometers), but such electrons can be impaired by a factor of more than 100 "up to the extinction of the luminescence "damaged 11 v / earth. In the following, the term “radiation defect” (the luminescent radiation) is used. An electron beam can also be used to reverse or "heal" the radiation defect and restore the phosphor to its original luminescent state.
Erfindungsgemäß werden die oben beschriebenen Erscheinungen zum Zwecke der Speicherung von Information durch Bildung von Bereichen unterschiedlicher Grade von otrahlungsdefekten auf der Oberfläche eines elektronenlumiiieszenten Leuchtstoffes ausgenutzt.According to the present invention, the above-described phenomena are used for the purpose of storing information through education of areas of varying degrees of radiation defects on the surface of an electron-luminescent phosphor exploited.
Während als Leuchtstoff ein elektronenlumineszenter Leuchtstoff bevorzugt wird, umfaßt die Erfindung ein Verfahren der Speicherung von Information durch -Bildung von Bereichen untrrechiedlicher Grade von Strahlungsdefekten auf einer Oberfläche eines lumineszenten Leuchtstoffes. In diesem Fall ist es wichtig, daß der Leuchtstoff so ausgewählt vird, daß ciie Lumineszenz, die durch Bestrahlung des Leuchtstoffen mit ultraviolettem Lieht erregt werden kann, in -Bereichen, welche Strahlenschädigungen ausgesetzt ist, gelöscht wordc?η kann.While an electron luminescent phosphor is preferred as the phosphor, the invention includes a method the storage of information by forming areas of inconsistent degrees of radiation defects on a surface of a luminescent phosphor. In In this case it is important that the phosphor is selected so that the luminescence produced by irradiating the Phosphors can be excited with ultraviolet light, in areas that are exposed to radiation damage, deleted wordc? η can.
Bei der Anwendung der Erfindung nur Speicherung von i;inür digitaler Information ist Schreiben und Lesen mit hoher -!eGehwii.digkoit ein wesentliches Erfordernis, und „in Merkmal der Erfindung beruht auf der Tatsache, daß zwei üra^e 'lc'r Lumine.;κ;->η:;, die sich genügend deutlich unterscheiden,When applying the invention only storage of i; for digital information, writing and reading are also involved high -! eGehwii.digkoit an essential requirement, and “in The feature of the invention is based on the fact that two üra ^ e 'lc'r Lumine.; κ; -> η:;, which differ sufficiently clearly,
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um bei hohen Geschwindigkeiten mittels eines abtastenden Elektronenstrahles gelesen werden zu können, durch die Verfahren der ElektronenstrahlSchädigung und der Elektronenerhitzung eingeschrieben werden können, und daß beide, insbesondere das letztere, mit einer praktische Erfordernisse erfüllenden Schreibgeschwindigkeit durchgeführt werden kann. Es kann gezeigt werden, daß eine Einschreibzeit . in der Größenordnung von 2 /us (MikrοSekunden) pro Bit möglich ist.around at high speeds by means of a scanning Electron beam to be read by the process electron beam damage and electron heating can be enrolled, and that both, especially the latter, with practical requirements satisfactory writing speed can be carried out. It can be shown that one enroll time. in the order of magnitude of 2 / us (microseconds) per bit possible is.
Wenn der leuchtstoff Zl/Tl durch Bestrahlung beschädigt worden ist, muß er über einige hundert Gelsiusgrade erhitzt werden, wenn die Beschädigung bzw. der Strahlungsdefekt ih weniger als einigen Sekunden ausgeheilt werden soll. Daher kann die Verkleinerung des Lichtausgangsimpulses um einen großen Paktor für einen gegebenen Leseimpuls, was als Schreiben von 1 >0 bezeichnet wird, mittels eines gepulstenWhen the fluorescent Zl / Tl is damaged by radiation has been, it must be heated over a few hundred degrees Celsius if the damage or the radiation defect ih should be healed for less than a few seconds. Therefore, reducing the light output pulse by one large factor for a given read pulse, which is referred to as writing 1> 0, by means of a pulsed
Elektronenstrahls durchgeführt werden, der eine solche Energiehöhe und Leistung pro Impuls aufweist, daß die Temperatur des betroffenen Volumens des Leuchtstoffes nicht über einige hundert Celsiusgrade erhöht wird, wobei optimale Strahlungsdefekte und minimales Ausheilen erzeugt werden. Es kann gezeigt werden, daß beispielsweise eine Dosis von 500 Jcm in dem Leuchtstoff KI/Tl mittels eines Strahles von 20 kV (Kilovolt) und 6,4· mW (Milliwatt) innerhalb eines Volumens, welches von einer Halbkugel von 2 /Um (Mikron) Durchmesser dargestellt wird, in /5 /US hineingebracht werden kann, ohne daß die Ausheil tenjcratur überschritten werden würde, wobei jedoch die Dosis eine genügend starke Strahlungsintensität darstellt, um die gewünschten DefekteElectron beam are carried out, which has such an energy level and power per pulse that the temperature of the affected volume of the phosphor is not increased above a few hundred degrees Celsius, with optimal Radiation defects and minimal annealing are created. It can be shown, for example, that a dose of 500 Jcm in the phosphor KI / Tl by means of a beam of 20 kV (kilovolts) and 6.4 mW (milliwatts) within a volume that is surrounded by a hemisphere of 2 / µm (micron) Diameter is shown, put in / 5 / US without exceeding the curing temperature would be, but the dose represents a radiation intensity strong enough to cause the desired defects
zu erzielen. Das Schreiben von 0 ^1 kann ebenfalls mitto achieve. You can also write 0 ^ 1 with
einem gepulsten Elektronenstrahl, vorzugsweise von der gleichen Quelle, aber bei höherer Leistungsebene pro Impuls durchgeführt werden, so daß die Temperatur des betroffenena pulsed electron beam, preferably from the same source, but at a higher power level per pulse be carried out so that the temperature of the affected
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Volumens des Leuchtstoffes (der im Sinne der 'Einsehreinrichtung 1 *0 beschädigt ist) bis in die Nähe des Schmelzpunktes des Leuchtstoffes steigt.Volume of the luminescent material (which in the sense of the 'viewing device 1 * 0 is damaged) close to the melting point of the fluorescent substance increases.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung wird dieAccording to a further feature of the invention, the
Geschwindigkeit der Ausheilung vergrößert und die 0 MThe healing rate is increased and the 0 M
Einschreibzeit zu einem kleinen Wert reduziert, indem ein Puls von einer Energie angewendet wird, die nur zur Ausheilung von ungefähr der Hälfte der Defekte ausreicht. Es kann gezeigt werden, daß die nunmehr benötigte Zeit um einen Faktor von ungefähr 1/100 im Verhältnis zu der zur Beseitigung von ungefähr 99 (ß> der Defekte benötigten Zeit reduziert wird, und daß der Wechsel oder Unterschied der Lumineszenz trotzdem so groß ist, daß zwei Zustände unterschieden werden können.Writing time reduced to a small value by applying a pulse of energy only sufficient to heal approximately half of the defects. It can be shown that the time now required is reduced by a factor of about 1/100 in relation to the time required to eliminate about 99 ( ß> of the defects, and that the change or difference in luminescence is nevertheless so great, that two states can be distinguished.
Wenn ein elektronenlumineszenter Leuchtstoff verwendet wird, kann das Auslesen durch gepulste Elektronenstrahlen relativ niedriger Intensität, vorzugweise von der gleichen Quelle» bewirkt werden. Dabei werden von den beschädigten oder ausge*- heilten Bereichen jeweils ein kleiner bzw. ein großer Photonenimpuls erzeugt, von dem wiederum mittels einer Photokathode ein entsprechender Stromimpuls abgeleitet wird.When an electron luminescent phosphor is used read out by pulsed electron beams of relatively low intensity, preferably from the same source » be effected. The damaged or Healed areas each generate a small or a large photon pulse, from which in turn a photocathode a corresponding current pulse is derived.
Wenn beispielsweise ein entsprechender photolumineszenter Leuchtstoff verwendet wird, kann der StrahlungsdefektIf, for example, a corresponding photoluminescent Phosphor is used, the radiation defect may
und die Ausheilung zum Einschreiben von 1 *O und Q »and the healing for writing 1 * O and Q »
wie oben beschrieben mittels Elektronenstrahlen erfolgen, während das Auslesen mit einer die Lumineszenz erregenden Strahlung, beispielsweise ultraviolettem Licht, durchgeführt werden würde.take place as described above by means of electron beams, while reading with a luminescence excitation Radiation such as ultraviolet light would be carried out.
Die Verwendung eines elektronenlumineszenten Leuchtstoffes undda3 Auslesen mit einem Elektronenstrahl niedriger Intensität wird deshalb bevorzugt, weil die gleiche Elektronenatrahlquelle sowohl zum Auslesen wie Einschreiben verwendet werden kann.The use of an electron luminescent phosphor and da3 readout with an electron beam lower Intensity is preferred because it is the same electron beam source can be used for reading out as well as for registered mail.
009850/1806 Cöpy009850/1806 Cöpy
Weitere Merkmale der Erfindung beruhen in der Vorrichtung zur Ausführung der zuvor erläuterten Verfahren,Further features of the invention are based on the device for carrying out the methods explained above,
Die Einrichtung kann eine Elektronenkanone zusammen mit dem zugehörigen Strahlablenkungssystem, ein Target, das eine Platte aus lumineszentem Leuchtstoff aufweist, welcher mittels Elektronen der Elektronenkanone während der erforderlichen Einschreibzeit beschädigt und geheilt werden kann, eine Einrichtung zum Pulsen des Strahls bei verschiedenen Stromwerten, eine Einrichtung zur Lenkung des aus der erregenden Strahlung bestehenden Strahles zum Leuchtstofftarget und eine lumineszenzempfindliche Einrichtung, vorzugsweise eine Photokathode, zur.Ableitung von Auslesesignalen aus dem Leuchtstoff umfassen.The device can be an electron gun together with the associated beam deflection system, a target, the has a plate made of luminescent phosphor, which by means of electrons of the electron gun during the required Inscription damage and can be healed, a device for pulsing the beam at different times Current values, a device for directing the beam consisting of the exciting radiation to the fluorescent target and a luminescence sensitive device, preferably a photocathode, zur.Ableitung of readout signals from the phosphor.
Vorzugsweise ist der Leuchtstoff elektronenlumineszent und' das Auslesen wird durch die Erregung von Lumineszenz mit einem von der Elektronenkanone stammenden Elektronenstrahl niedriger Intensität bewirkt.The phosphor is preferably electron-luminescent and the reading is carried out by the excitation of luminescence a low-intensity electron beam from the electron gun.
Die Kanone und das Target sind innerhalb einer Vakuumkammer angeordnet, aber die Fotokathode liegt vorzugsweise in einer getrennten Kammer und kann Teil eines bekannten Photomultipliers sein.The gun and target are located within a vacuum chamber, but the photocathode is preferably located in a separate chamber and can be part of a known photomultiplier.
Der Leuchtstoff kann größenordnungsmäßig 1 mm dick sein, und die Fläche hangt von der zu speichernden Anzahl von Bits und der gewählten Auflösung ab. Der Leuchtstoff kann aus einem Einkristall bestehen oder als polykristalline Masse hergestellt sein. Die Ausheilung kann durchgeführt werden, ohne daß der Leuchtstoff über seinen Schmelzpunkt gebracht wird, es kann jedoch erforderlichenfalls eine raschere Ausheilung erfolgen, indem das jedem Bit entsprechende Volumen partiell geschmolzen wird, Indem ein dünner Metallfilm hohen Schmelzpunktes auf die Oberfläche des von den Elektronen getroffenenThe phosphor can be on the order of 1 mm thick and the area depends on the number of bits to be stored and the selected resolution. The phosphor can consist of a single crystal or be produced as a polycrystalline mass be. The annealing can be carried out without the phosphor being brought above its melting point, however, if necessary, more rapid healing can take place by partially dividing the volume corresponding to each bit is melted by placing a thin high melting point metal film on the surface of the struck by the electrons
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Leuchtstoffes gebracht wird, kann dieses teilweise Schmelzen zugelassen werden. Der dünne Metallfilm hält den geschmolzenen Leuchtstoff zurück und hat den zusätzlichen Vorteil, die Photonenausbeute durch Reflexion zu vergrößern und unerwünschte elektrostatische Wirkungen gering zu halten.Luminous substance is brought, this partial melting can be allowed. The thin metal film holds the molten one Back phosphor and has the additional advantage of increasing the photon yield through reflection and undesirable to keep electrostatic effects low.
Es wurde jedoch gefunden, daß die Ausheilung schon mit 400 bis 5000G erreichbar ist, trotz der Tatsache, daß bei diesen Temperaturen eine Ausheilung durch eine rein thermische Ursache nicht erwartet werden kann. Es wird angenommen, daß die Heilung durch vergrößerte Defektmobilität in dem Strahlungsfeld begünstigt wird.It has been found, however, that healing can already be achieved with 400 to 500 0 G, despite the fact that at these temperatures healing due to a purely thermal cause cannot be expected. It is believed that healing is promoted by increased defect mobility in the radiation field.
Nach der Erfindung ist weiterhin eine Vorrichtung zur kombinierten Speicherung und Wiedergabe von Information vorgesehen, die eine mit einem lumineszenten Leuchtstoff beschichtete Oberfläche, dessen Lumineszenz lokal durch eine Defektstrahlung, beispielsweise durch Bombardierung mit einem Elektronenstrahl, ausgelöscht werden kann, eine Einrichtung zur Bildung von Bereichs, unterschiedlicher Grade von Strahlungsdefekten des Leuchtstoffes an der Oberfläche und eine Einrichtung zur Anregung der Lumineszenz des Leuchtstoffes aufweist. Der Leuchtstoff kann beispielsweise elektronenlumineszent oder photolumineszent sein.According to the invention, a device for the combined storage and reproduction of information is also provided, the one coated with a luminescent phosphor surface, the luminescence locally by a Defect radiation, for example by bombarding with an electron beam, can be extinguished, a means of forming areas of varying degrees of radiation defects of the phosphor on the surface and a device for exciting the luminescence of the phosphor. The phosphor can, for example, be electron luminescent or be photoluminescent.
Vorzugsweise wird der Leuchtstoff als Schicht auf die Schirmoberfläche einer Kathodenstrahlröhre aufgebracht, beispielsweise indem diese mit pulverförmigem Leuchtstoff beschichtet und einer Wärmebehandlung ausgesetzt ("gebacken") wird.The phosphor is preferably applied as a layer to the screen surface of a cathode ray tube, for example by coating them with powdery phosphor and subjecting them to a heat treatment ("baked") will.
Die Elektronenstrahleinrichtung der Kathodenstrahlröhre kann so eingerichtet sein, daß gesteuert ein Strahlungadefekt oder Heilen des Defektes auf der Leuchtstoffoberfläche stattfindet. Es sei jedoch darauf hingewiesen, daß eine raecheThe electron beam device of the cathode ray tube can be arranged to control a radiation defect or healing of the defect takes place on the phosphor surface. It should be noted, however, that one is taking revenge
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•ϊ es-1:9.6337.• ϊ es-1: 9.6337.
Abtastung einer elektrononlumineszenten Leuchtstoffoberfläche mit einem Elektronnnotrahl relativ niedriger Intensität, die so stark ist, daß sie Lumineszenz auslöst, aber nicht so stark ist, daß ein Strahlungsdefekt auftreten würde möglich ist, und daß die Bereiche' der Oberfläche, wo "die Lumineszenz durch Strahlungsdefckt ausgelöscht worden in1, mit den Bereichen kontrastieren, wo die Lumineszenz'nicht gelöscht worden ist.Scanning an electron-luminescent phosphor surface with an electron beam of relatively low intensity, which is so strong that it causes luminescence but is not so strong that a radiation defect would occur is possible, and that the areas of the surface where "the luminescence has been extinguished by radiation spots in 1, contrast with the areas where the luminescence is not has been deleted.
Durch entsprechende Steuerung des Schreibelektronenstra kann ein beliebiges Muster auf den Schirm für die "nachfolgen Wiedergabe aufgezeichnet werden; -: " ■·■'' ; ■' - -■; : ·By appropriately controlling the writing electron beam, any pattern can be recorded on the screen for "subsequent playback; - : " ■ · ■ ''; ■ '- - ■ ; : ·
Während es zum Zwecke der Wiedergabe möglich ist, daß der abtastende' Elektronenstrahl die Anregung liefert, beste*: eine weitere Erscheinung bei elektroneniumineszentcn-Leuchtstoffen, beispielsweise mit Thallium dotiertem-Kaliumiodid rdarin., daß die Lumineszenz auch durch Bestrahlung den Leuchi stoffes mit ultraviolettem Licht·-angeregt·:werden. kann,- Die ε erzeugte Lumineszenz unterließt der Löschung .an S/fcelle-n, an denen der durch- 'den Sehreib-lSlektronenstrahl/ erzqugte Strahlungsdefekt gegeben ist- In ähnlicher Weise wird !.die- -Lumineszenz an solchen..Stellen nicht sα geTöGclrt,. an.denen kein Strahlungsdefekt vorhanden- ist,., oder an._denen;_der ^Strahl ungt defekt mindestens zu einoi, wesentlichen:Ausmaß (in der Größe Ordnung von 1/2 oder mehr) ^ausgeheilt ist. ..,. -,·..-. _While it is possible for the purpose of reproduction that the scanning 'electron supplies the excitation, best *: another appearance at elektroneniumineszentcn phosphors such as thallium doped-potassium iodide r is that the luminescence ultraviolet by irradiation to Leuchi the substance. Light · -excited ·: be. can, - The ε generated luminescence refrains from being extinguished at cells on which the radiation defect caused by the visual friction / electron beam is given- In a similar way, the luminescence is not at such points sα geTöGclrt ,. an.denen there is no radiation defect,., or an._denen ; _the ^ beam is not defective at least to one, essential: extent (in the order of 1/2 or more) ^ is healed. ..,. -, · ..-. _
Daher weist eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindi eine Einrichtung zur Bestrahlung mit ultraviolettem Licht der mit Leuchtstoff beschichteten Oberfläche... Bei der Verwendung einer Kathoden^ «rahlröhre ist diese Einrichtung <jownh^lioh an Pinem Ppnstor in der Seitenwandung der Röhre bo-.jtigt, und eine ultraviol otte Lampe wird so angeordnet, iii durch daa Fenater auf den Suhirr· acheint.Therefore, a preferred embodiment of the invention a device for irradiating the fluorescent-coated surface with ultraviolet light ... When using A cathode tube is this device at Pinem Ppnstor in the side wall of the tube bo-.jtigt, and an ultraviolet lamp is arranged so that iii through daa Fenater on the Suhirrache.
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Der Leuchtstoff kann photolumineszent, und zwar unterschiedlich von der Elektronenlumineszenz sein, vorausgesetzt, daß der in dem photolumineszenten Leuchtstoff durch Elektronenstrahlbeschießung erzeugte Strahlungsdefekt ein lokales Auslöschen der Lumineszenz bei nachfolgender Anregungsstrahlung ergibt, beispielsweise mit ultraviolettem Licht. The phosphor can be photoluminescent, different from electron luminescence, provided that that in the photoluminescent phosphor by electron beam bombardment generated radiation defect results in a local extinction of the luminescence with subsequent excitation radiation, for example with ultraviolet light.
Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird nunmehr Bezug auf die Zeichnung genommen und zwar zeigen:To further explain the invention, reference is now made to the drawing, specifically showing:
Fig. 1 eine skizzenmäßige Darstellung einer praktischenFig. 1 is a sketchy representation of a practical
Ausführungsform der Erfindung, die zur Speicherung von 10 Bits von digitalen Informationen ausgelegt ist.Embodiment of the invention designed for storing 10 bits of digital information is.
Fig. 2 ist ein skizzenmäßiger Querschnitt einer zweiten Ausführungsform der Erfindung für die kombinierte Speicherung und Wiedergabe von Information, undFig. 2 is a cross-sectional sketch of a second embodiment of the invention for the combined Storage and reproduction of information, and
Fig. 3 eine skizzenmäßige Darstellung einer Modifikation der Einrichtung nach Fig. 1.3 shows a sketch of a modification the device according to FIG. 1.
Ein Vakuummantel E (Fig. 1) enthält eine Miniaturelektronenkanone 2 und ein nach X und Y ablenkendes System 5 mit AbIenkungselektroden. Das Target der Kanone ist ein Leuchtstoff in der Form einer Platte 4 aus mit Thallium dotiertem Kaliumiodid (KI/Tl), Die Platte 4 weist 6 mm im Quadrat auf, ist ungefähr 1 mm dick und wird an der Endfläche des Man- . tels E befestigt. Die Thalliumkonzentration wird durch den gesamten Leuchtstoff innerhalb eines Bereiches von 1/100 bia 1/10 Gewichtsprozent gehalten, um eine im großen und· ganzen gleichförmige Luminosifcät sicherzustellen. Eine Miniaturphotomultiplierröhre 5 liegt eng an dieser Fläche anA vacuum jacket E (Fig. 1) contains a miniature electron gun 2 and a X and Y deflecting system 5 with deflection electrodes. The target of the gun is a phosphor in the form of a plate 4 of thallium-doped potassium iodide (KI / Tl). The plate 4 is 6 mm square, is approximately 1 mm thick and is attached to the end face of the man-. by means of E. The thallium concentration is maintained within a range of 1/100 to 1/10 weight percent throughout the phosphor in order to ensure a generally uniform luminosity. A miniature photomultiplier tube 5 fits closely against this surface
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und weist eine Photokathode 6 aus GsSbO auf, dessen spektrale Empfänglichkeit der Emission des Leuchtstoffes ent— spricht.and has a photocathode 6 made of GsSbO, the spectral sensitivity of which corresponds to the emission of the phosphor. speaks.
Me Kanone 2 ist zur Emission eines Elektronenstrahls 7 von 15 kV eingerichtet, dessen Durchmesser "beim Leuchtstoff ungefähr 2 Mm ist und drei unterschiedliche Stromwerte, nämlich 1, 200 und 500 nA aufweist. Die Eindringtiefe eines Strahls von 15 kV in Kl/Tl ist ungefähr 1 mm, so daß ein ungefähr halbkreisförmiges Volumen von diesem Radius betroffen ist, unabhängig von der Größe des Stromes. Der Strahlenstrom wird auf diese Werte mittels eines Modulators M gesteuert, und zwar in Abhängigkeit davon, ob LeseimpulseMe cannon 2 is set up to emit an electron beam 7 of 15 kV, the diameter of which "for the phosphor is approximately 2 µm and has three different current values, namely 1, 200 and 500 nA. The penetration depth of a beam of 15 kV in Kl / Tl is approximately 1 mm, so that an approximately semicircular volume is affected by this radius, regardless of the magnitude of the current. The beam current is controlled to these values by means of a modulator M, depending on whether read pulses
an die Klemme a oder Schreibimpulse für 1 K> an derto terminal a or write pulses for 1 K> at the
Klemme b oder Schreibimpulse für 0 >1 an der Klemme c angelegt werden.Terminal b or write pulses for 0> 1 applied to terminal c will.
Das Ablenkelektrodensystem 3 und die zugeordnete, nicht gezeigte elektronische Steuereinrichtung muß den Strahl 7 von 2 /um Durchmesser auf eine lineare Genauigkeit bei dem Leuchtstoff 4- von mindestens 1 zu 3000 steuern, damit zum Einschreiben und Auslesen 10' Bits auf eine Fläche von 6 auf 6 mm des Leuchtstoffes 4 untergebracht werden können.The deflection electrode system 3 and the associated electronic control device (not shown) must control the beam 7 from 2 / µm in diameter to a linear accuracy in the case of the phosphor 4- from at least 1 to 3000 so as to control the Writing and reading out 10 'bits can be accommodated on an area of 6 by 6 mm of the phosphor 4.
Der Signalausgang des Photomultipliers 5 wird über eine geeignete Formungs- und Verstärkungsstufe A an eine Ausleseklemme d weitergeleitet.The signal output of the photomultiplier 5 is via a suitable shaping and amplification stage A to a readout terminal d forwarded.
Der Leuchtstoff 4 wird vorzugsweise über die gesamte Oberfläche vor der Montage gelöscht, so daß er den ZustandThe phosphor 4 is preferably erased over the entire surface before assembly, so that it has the state
0 einnimmt. Beim Betrieb verursacht das Strahlsteuersystem eine Abtastung des Leuchtstoffes bei einem Linienabstand von 2 /Um und einer Verweilzeit bei jeder Linie von ungefähr0 occupies. In operation, the beam control system causes a scan of the phosphor at a line spacing of 2 / µm and a dwell time at each line of approximately
1 /us. Um Information jede 2 /um einzuschreiben und zu speichern, werden die 0- oder 1-Signale jeweils den Klimmen b oder ο zugeführt. An die Klemme b angelegte O-Signale1 / us. To write and to information every 2 / to save, the 0- or 1-signals are assigned to the climbing b or ο supplied. O signals applied to terminal b
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schalten den Strahlstrom auf 200 nA, welcher zu diesem Zeitpunkt keine Wirkung hat, da der Leuchtstoff ganz in dem O-Zustand ist. An der Klemme c zugeführte 1-Signale schalten den Strahlstrom auf 500 nA, welcher ausreicht, den Strahlungsdefekt an jeder derartigen Schreibposition auszuheilen. An der Klemme b nachfolgend angelegte O-Signale bewirken einen Strahlungsdefekt und reduzieren die Lumineszenz bei solchen Schreibstellen, die während des 0 ^1 Schreibschrittes geheilt worden sind. Während dieser Schreibfolgen ist der Photomultiplier abgeschaltet.switch the beam current to 200 nA, which corresponds to this Time has no effect because the phosphor is entirely in the O-state. 1-signals fed to terminal c switch the beam current to 500 nA, which is sufficient to clear the radiation defect at any such writing position to heal. Subsequent O signals applied to terminal b cause a radiation defect and reduce the luminescence in those writing areas that occur during the 0 ^ 1 writing step have been healed. During this The photomultiplier is switched off.
Zum Auslesen wird der Photomultiplier 5 angeschaltet, und eine kontinuierliche Folge von Impulsen wird an die Klemme a angelegt, was den Strahlstrom auf 1 nA schaltet. Dieser Wert des Strahlstromes reicht aus, um jedes einzelne Volumeristück des Leuchtstoffes auf eine hohe oder niedrige Intensität der Lumineszenz anzuregen, so daß ein entsprechendes elektri»ches Signal hoher oder niedriger Amplitude von dem Photomultiplier abgeleitet wird. Die Lumineszenzlebensdauer in dem Bereich von 0 bis 2000C liegt etwa zwischen 300 bis 100 ns. "To read out the photomultiplier 5 is switched on and a continuous train of pulses is applied to the terminal a, which switches the beam current to 1 nA. This value of the beam current is sufficient to excite each individual piece of volume of the phosphor to a high or low intensity of the luminescence, so that a corresponding electrical signal of high or low amplitude is derived from the photomultiplier. The luminescence lifetime in the range from 0 to 200 ° C. is approximately between 300 to 100 ns. "
Wegen des leichteren Verständnisses wurden die obigen Arbeitsgänge des Schreibens und Lesens in Bezug auf Sequenzbzw. Serienzugriff beschrieben. Die Vorrichtung dieses Beispiels erlaubt jedoch auoh einen direkten Parallelzugriff.For ease of understanding, the above have been made Operations of writing and reading in relation to sequence and Serial access described. The device of this example however, it also allows direct parallel access.
Eine sehr vorteilhafte Einrichtung kann eine einzelne elektronische Steuereinrichtung zur Steuerung einer Mehrzahl von Speichern enthalten, beispielsweise der oben beschriebenen Auoführungsform. Vorzugsweise wird jedes Bit eines Wortes einem separaten Speicher zugeordnet, so daß die gesamte "inrichtung alle Bits eine3 Wortes gleichzeitig verarbeiten kann.A very beneficial facility can be a single electronic control device for controlling a plurality of memories included, for example those described above Execution form. Preferably each bit of a word allocated to a separate memory, so that the entire "facility can process all bits of 3 words at the same time.
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Es sei darauf hingewiesen, daß die Vorrichtung nach dem vorhergehenden Beispiel auch als Analogspeicher dienen kann, da die Lumineszenzintensität bei einer gegebenen Strahlungsdosis im wesentlichen eine lineare Punktion des Strahlströmes ist, und bei einem gegebenen Strom, eine expotentiell abnehmende Punktion der Dosis, Die konzentration von Verunreinigungen wird jedoch in einer derartigen Anwendung besonders wichtig und ein polykriatalliner Preßling in gepreßter Scheibentechnik bietet sich zur Erreichung einer genügend gleichförmigen Verunreinigungskonzentration in dem Leuchtstoff an.It should be noted that the device according to the previous example can also serve as an analog memory, since the luminescence intensity at a given Radiation dose is essentially a linear puncture of the jet stream, and for a given stream, one exponentially decreasing puncture dose, the concentration of impurities is however in such a Application particularly important and a polycrystalline liner A pressed part in pressed disk technology lends itself to achieving a sufficiently uniform impurity concentration in the phosphor.
In der Ausführungsform nach Fig. 2 ist der Schirm 12 einer Kathodenstrahlröhre 11 innen mit Leuchtstoff beschichtet, Der verwendete Leuchtstoff umfaßt vorzugsweise KMgJV(Mn), d.h. mit Mangan dotiertes Kalium-Magnesiumfluorid. Auch mit Kalium dotiertes Kaliumiodid kann Anwendung finden, aber für eine visuelle Wiedergabe hat mit Mangan dotiertes Kalium-Magnesiumfluorid den Vorzug, daß die Lumineszenz einen Spitzenwert bei einer Wellenlänge von ungefähr GOO lianometer aufweist. Dies ist im sichtbaren Bereich, in welchem das Auge besonders empfindlich ist. Der Machteil von KMgF-(Mn) im Vergleich zu KI/Tl besteht darin, daß der Kontrast zwischen dem geheilten und dem def€ "ten Stadium gering ist. Bei der Wahl des Leuchtstoffes kann dieser I-iachteil jedoch gegenüber der bei der Verwendung von ΚΙ/ΐΙ gegebenen Notwendigkeit der Umwandlung der Spitzenlumineszenzenergie in sichtbares Licht als ausgeglichen gelten.In the embodiment of FIG. 2, the screen is 12 a cathode ray tube 11 coated inside with phosphor. The phosphor used preferably comprises KMgJV (Mn), i. potassium-magnesium fluoride doped with manganese. Potassium iodide doped with potassium can also be used, but for one Visual reproduction has the merit of manganese-doped potassium-magnesium fluoride in that the luminescence is peaked has a lianometer at a wavelength of about GOO. This is in the visible area, in which the eye is particularly sensitive. The power of KMgF- (Mn) im Compared to KI / Tl is that the contrast between the healed and the defected stage is low However, the choice of the phosphor can offset this disadvantage the necessity given when using ΚΙ / ΐΙ The conversion of the peak luminescent energy into visible light is considered to be balanced.
Die Herstellung d — Leuchtstoff kristalle aus KMgIV(Mn) oder Kl/Tl ist unkompliziert, indem einfach die BestandteileThe manufacture of d - fluorescent crystals from KMgIV (Mn) or Kl / Tl is straightforward by simply adding the ingredients
aen notwendigen Proportionen zusammengeschmolzen werden, uxid Kristalle in der bekanixrn V-Ise gezogen werden. Ein ungefähr brauchbarer Bereich der Konzentration des reicht von 0,05 bis 0,5 Gewichtsprozent in demfused to the necessary proportions, uxid crystals can be drawn into the well-known V-Ise. A approximately useful range of concentration is from 0.05 to 0.5 percent by weight in the
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Die Beschichtungstechnik, bei welcher pulversierter Leuchtstoff auf die Oberfläche aufgebacken wird, ist das bekannte Verfahren zur Beschichtung der Leuchtschirme der Kathodenstrahlröhren. Die Dicke der Leuchtstoffschicht soll so gewählt werden, daß sie beinahe, aber nicht ganz von dem Elektronenstrahl durchdrungen wird, welcher die Schicht bombardiert.This is the coating technique in which powdered phosphor is baked onto the surface known method for coating the luminescent screens of the Cathode ray tubes. The thickness of the phosphor layer should be chosen so that it is almost, but not entirely, that Electron beam is penetrated, which bombards the layer.
Innerhalb der von der Röhre 11 gebildeten Yakuumkammer sind die Elektronenkanone 13 und die X und Y Ablenkungselektroden 14 und 15 angeordnet. Inside the yakuum chamber formed by the tube 11 the electron gun 13 and the X and Y deflection electrodes 14 and 15 are arranged.
Die Elektronenkanone 13 kann in ähnlicher Weise betrieben werden, wie unter Bezugnahme auf Fig. 1 beschrieben, und Pig. 2 zeigt skizzenmäßig einen Modulator Ma mit Steuerklemmen aa, ba und ca zur Steuerung der Inensität des Elektronenstrahls. Wenn zum Hinschreiben der wiederzugebenden Information die Strahlspitze eine Größe von 20 /um aufweisen soll, und der Elektronenstrahl durch 15kV beschleunigt wird, dann sind Strahlströme von 300 nA und 2 /uA erforderlioh.The electron gun 13 can be operated in a manner similar to that described with reference to FIG. 1, and Pig. 2 shows a sketch of a modulator Ma with control terminals aa, ba and ca for controlling the intensity of the Electron beam. When the size of the beam tip is 20 µm for writing the information to be reproduced should have, and the electron beam is accelerated by 15kV, then beam currents of 300 nA and 2 / uA required.
Mit einem Strom bei 300 η A werden die auf dem Schirm der Bestrahlung durch den Strahl ausgesetzten Bereiche während der üinschreibzeit in der Größenordnung von 10 /us strahlungsbeschädigt. Bei einem Strahl von 2 /uA werden der Bestrahlung durch den Strahl ausgesetzte Bereiche auf dem Schirm 12With a current at 300 η A, the areas exposed to the radiation by the beam on the screen are during the writing time in the order of 10 / us radiation damage. With a beam of 2 / uA, areas on the screen 12 exposed to the radiation from the beam are created
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während der Löschzeit in der G-rößenordnung von 10 /us entsprechend geheilt und leuchten hell im Vergleich zu den ausgelöschten Bereichen.during the deletion time in the order of magnitude of 10 / us accordingly healed and glow brightly compared to the extinguished areas.
An der Seite der Kathodenstrahlröhre 11 ist ein Fenster 16 angeordnet, in dessen Nähe eine ultraviolette Lichtquelle, die "bei 17 skizzenmäßig angedeutet ist, angebracht ist.On the side of the cathode ray tube 11 is a window 16, in the vicinity of which an ultraviolet light source, which "is indicated in the form of a sketch at 17, is attached.
Wenn der Schirm 12 mit ultraviolettem Licht bestrahlt wird, wird die in dem Schirm gespeicherte Information infolge des Kontrastes der Lumineszenz zwischen den defekten und den nichtdefekten oder geheilten Regionen wiedergegeben.When the screen 12 is irradiated with ultraviolet light, the information stored in the screen becomes as a result the contrast of the luminescence between the defective and the non-defective or healed regions.
In dieser Weise in dem Schirm gespeicherte Information hat eine lange Lebensdauer und kann wiederholt durch Bestrahlung mit ultraviolettem Licht wiedergegeben werden. Gewisse Teile der wiedergegebenen Information können auf den neuesten Stand gebracht werden, ohne daß andere Teile zerstört werden müßten.Information stored in the screen in this way has a long life and can be repeated by irradiation can be reproduced with ultraviolet light. Certain parts of the information reproduced can be attributed to the can be brought up to date without other parts having to be destroyed.
Vorausgesetzt, daß der Leuchtstoff elektronenlumineszent ist, besteht eine Alternativtechnik zur Wiedergabe der gespeicherten Information darin, den gesamten Schirm mit einem Elektronenstrahl von mäßigem G-esamtstrom zu überfluten. Die Klemme aa in Fig. 2 kann dazu dienen, den Modulator Ma zur Durchführung dieser Funktion zu steuern.Provided that the phosphor is electron luminescent an alternative technique for displaying the stored information is to display the entire screen with to flood a beam of electrons with a moderate total current. The terminal aa in Fig. 2 can be used to control the modulator Ma control to perform this function.
Im Verhältnis zum Beispiel nach Fig. 1 sei erwähnt , daß die elektronische Steuereinrichtung den Strahl bis zu einer Genauigkeit von 1 zu 3000 in dem speziellen erwähnten Beispiel steuern muß. Es sei darauf hingewiesen, daß dies ein Minimalerfordernis ist, da beim Vorliegen eines ganzen Fehlers beispielsweise daa benachbarte Bit anstelle des adressiertenIn relation to the example of Fig. 1 it should be mentioned that that the electronic control device controls the beam to an accuracy of 1 in 3000 in the particular mentioned Must control example. It should be noted that this is a minimum requirement since there is a whole bug for example daa neighboring bit instead of the addressed one
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Bits gelesen würde. Erwünscht ist, daß das Steuersystem für das angegebene Beispiel eine Genauigkeit in der Größenordnung von 1 : 1OOOO aufweisen sollte. Während derartige Genauigkeiten in vergleichbaren Entwürfen von elektronischen Steuereinrichtungen verlangt werden, wird ein derartiger Genauigkeitsgrad nicht als im allgemeinen erreichbar angesehen, wenn eine direkte Ablenkungssteuerung betrieben wird.Bits would be read. It is desirable that the control system for the example given have an accuracy on the order of magnitude of 1: 10000 should have. While such accuracies are found in comparable designs of electronic Control devices are required, such a degree of accuracy is not generally considered to be achievable, when direct diversion control is operated.
Bis zu diesem Haß begrenzt die erreichbare Genauigkeit der elektronischen Strahlsteuereinrichtung die Speicherkapazität. Es ist jedoch eine Technik zur Erzielung einer hohen Genauigkeit der Steuerung.von elektronischen Strahlen bekannt, ohne daß strenge Anforderungen an die elektronische Steuereinrichtung gestellt werden müßten. Dies ist das sogenannte "Fliegenauge", wobei der Elektronenstrahl in zwei Stadien"abgelenkt wird. Im ersten Stadium wird der Elektronenstrahl zu einem ausgewählten Loch in einer Maske geführt, die eine genaue Anordnung von Löchern aufweist. Auf der Ausgangsseite der Maske ist jedes Loch mit einem getrennten weiteren Strahlablenkungssystem versehen. So kann beispielsweise die Maske eine Anordnung von (128) Löcher in einer rechtwinkligen Matrix haben, und das Ablenkungssystem des zweiten Stadiums kann zur Ablenkung eines Strahles aus einem der Löcher zu einerUp to this hatred limits the achievable accuracy the storage capacity of the electronic beam control device. However, it is a technique for achieving one high accuracy of control of electronic beams known, without strict requirements to be placed on the electronic control device. This is the so-called "Fly's eye", whereby the electron beam is deflected in two stages. "In the first stage, the electron beam is guided to a selected hole in a mask that has a precise array of holes. On the exit side of the mask is each hole with a separate further beam deflection system Mistake. For example, the mask can have an array of (128) holes in a right angle Matrix, and the second stage deflection system can be used to deflect a beam from one of the holes to a
von beispielsweise (128) getrennten Stellen dienen, die innerhalb einer Fläche in einer Matrix aus getrennten Flächenfor example (128) separate locations within an area in a matrix of separate areas
angeordnet sind, die jeweils einem der (128) Löcher in der Maske entsprechen.are arranged, each corresponding to one of the (128) holes in the mask.
Die erforderliche Genauigkeit für die erststufige Ablenkung ist daher in der Größenordnung von 1 zu 300 und die für die zweite Stufe in der Größenordnung von beispielsweise 1 zu 500. Mit diesen Genauigkeiten können sicher L ,_"l fehler vermieden werden. Dieses Maß an Genauigkeit bei einer Einrichtung zur elektronischen Ablenkungssteuerung kannThe required accuracy for the first-stage deflection is thus in the order of 1 to 300 and to 500. With these accuracies for the second stage in the order of for example 1 sure L, _ 'l errors. This level of accuracy an electronic distraction control device
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erreicht warden und die "beschriebene Anordnung würde eine entsprechende Strahlsteuerung für einen Speicher mit einer Kapazität von ungefähr 268 χ 10 Bits liefern. are achieved and the "described arrangement would be a corresponding Provide beam steering for a memory with a capacity of approximately 268 χ 10 bits.
Die Art und Weise, in welcher die Technik des "Fliegenauges" zur Steuerung eines Elektronenstrahls für einen Binärspeicher in Übereinstimmung mit der Erfindung angewendet 'werden kann, ist in Fig. 3 dargestellt.The way in which the "fly's eye" technique is used to control an electron beam for a binary memory may be used in accordance with the invention is shown in FIG.
In Fig. 3 sind Bauteile, die solchen nach Fig. 1 entsprechen, mit entsprechenden Bezugszeichen, denen noch ein Suffix b zugefügt ist, versehen worden.In Fig. 3 components that correspond to those of FIG. 1, with corresponding reference numerals, which also have a Suffix b has been added.
■ Ein Vakuumgefäß Eb enthält eine Miniaturelektronenkanone 2b. Das Target der Kanone ist ein Leuchtstoff in der Form einer Platte 4"b aus mit Kalium dotiertem Kaliumiodid. Das Target 4b, die Photokathode 6b, die Impulsformer- und Yerstärkerstufe Ab und die Ausleseklemme db entsprechen direkt der Anordnung nach Fig. 1, ebenso wie der Modulator Mb mit seinen Steuerklemmen ab, bb und cb.■ A vacuum vessel Eb contains a miniature electron gun 2 B. The target of the gun is a phosphor in the form of a plate 4 "b made of potassium iodide doped with potassium Target 4b, the photocathode 6b, the pulse shaper and amplifier stage Ab and the readout terminal db correspond directly the arrangement of Fig. 1, as well as the modulator Mb with its control terminals ab, bb and cb.
Der von der Elektronenkanone 2b erzeugte Elektronenstrahl wird jedoch auf das Target 4b mittels eines "Fliegenauge"-Systems gesteuert, welches ein primäres X und Y Ablenkungssystem 21 und 22 aufweist, das zur Lenkung des Strahls auf eines aus einer Mehrzahl von Löchern 23 in einer Maske 24 dient.The electron beam generated by the electron gun 2b however, is applied to the target 4b using a "fly's eye" system controlled, which has a primary X and Y deflection system 21 and 22, which is used to direct the beam on one of a plurality of holes 23 in a mask 24 is used.
Die Löcher 23 sind in einer rechtwinkligen Matrix angeordnet und sehr genau gearbeitet, um gleichförmigen Abstand und Größe sicherzustellen.The holes 23 are arranged in a rectangular matrix and machined very precisely to be uniformly spaced and size to ensure.
Auf der Ausgangsseite der Maske ist jedem Loch ein Miniatur-X-Y-Ablenkungssystem zugeordnet. Aus ZeichnungsgründenOn the exit side of the mask, each hole has a miniature X-Y deflection system assigned. For drawing reasons
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ist nur ein einziges derartiges Miniaturablenkungssystem bei 25 und 26 gezeigt.is only one such miniature deflection system 25 and 26 shown.
Im Hinblick auf die Adresse der.Strahlsteuerung sind natürlich getrennte geeignete Ablenkungssteuersignale für die beiden Stufen der Strahlablenkung erforderlich. Abgesehen davon ist jedoch die Arbeitsweise der Einrichtung nach Fig. 3 genau die gleiche wie die der Fig. 1.With regard to the address of the beam control are separate appropriate deflection control signals are of course required for the two stages of beam deflection. Apart from that however, the mode of operation of the device according to FIG. 3 is exactly the same as that of FIG. 1.
Die Einrichtung nach Pig. 3 kann auch in ein System eingebaut werden, in welchem eine einzige elektronische Steuereinrichtung eine Mehrzahl von Speichern steuert. Eine bevorzugte Anordnung zur Verarbeitung von Wörtern aus 32 Bits würde 32 Speicher umfassen, so daß jedes Bit eines Wortes in einem getrennten Speicher steht und die ganze Anordnung im Hinblick auf alle Bits eines Wortes gleichzeitig betrieben werden könnte.Pig's facility. 3 can also be built into a system in which a single electronic control device controls a plurality of memories. A preferred one Arrangement for processing words of 32 bits would include 32 memories so that each bit of a word is in a separate one Memory stands and the whole arrangement could be operated simultaneously with regard to all bits of a word.
Die Erfindung ist nicht auf die Einzelheiten der vorhergehenden Beispiele beschränkt. Während beispielsweise mit Thallium dotiertes Kaliumiodid der bevorzugte Leuchtstoff für don Speicher nach Fig. 1 und 3 ist, und mit Mangan dotiertes Kalium-magnesiumfluorid der bevorzugte Leuchtstoff für die kombinierte Speicher- und Wiedergabeeinrichtung nach Fig. 2 ist, können noch andere passende Leuchtstoffe angewendet werden. The invention is not limited to the details of the preceding examples. While for example Potassium iodide doped with thallium is the preferred phosphor for the memory according to FIGS. 1 and 3, and doped with manganese Potassium magnesium fluoride is the preferred phosphor for the combined storage and display device according to FIG. 2 other suitable phosphors can also be used.
Im allgemeinen kann der Leuchtstoff, welcher aus einem Grundmaterial und einem für die Dotierung vorgesehenen "verunreinigendem" Aktivator besteht, als Grundmaterial ein Alkalihalogenid eines Erdalkali oder eine Mischung oder Kombination dieser Gruppen enthalten, ferner hat der Leuchtstoff den Bedingungen zu genügen, daß er genügend durch Elektronenbestrahlung "beschädigt" und mittels eines Elektronenstrahles hoher Dichte wirksam geheilt werden kann. Das letzte ErfordernisIn general, the phosphor, which is composed of a base material and a "contaminating" agent intended for the doping, The activator consists, as the basic material, of an alkali halide of an alkaline earth or a mixture or combination these groups contain, furthermore, the phosphor has the conditions enough that it is sufficiently "damaged" by electron irradiation and higher by means of an electron beam Density can be effectively cured. The last requirement
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impliziert ein System, in welchem Defekte rasch verschwinden, wenn eine thermische oder elektronische Anregung erfolgt. Es wird angenommen, daß der Leuchtstoff ein möglichst einfaches Material sein sollte, da ein kompliziertes Material bei der Ausheilung den ursprünglichen Zustand weniger wahrscheinlich wieder annimmt. Es ist wünschenswert, daß die Defekte bei Raumtemperatur stabil sind. Außerdem ist eine genügende Größe wirksamer Lumineszenz bei Raumtemperatur erforderlich und für einen Binärspeicher ist ein wirksamer Energxetransferprozess wünschenswert, der schnell reagiert und eine große Leuchtausbeute hat. Für die visuelle Wiedergabe ist die Schnelligkeit der Wiedergabe nicht so wichtig, da die G-renze im allgemeinen durch die Trägheit des Auges bedingt wird. Für eine visuelle Wiedergabe ist es wünschenswert, daß die lumineszente Emission des Leuchtstoffes im sichtbaren Teil des Spektrums liegt. Für einen Binärspeicher ist es wünschenswert, daß die Emission in einem Bereich des Spektrums liegt, wo der Detektor (Photokathode) am empfindlichsten ist.implies a system in which defects quickly disappear when thermal or electronic excitation occurs. It is believed that the phosphor should be as simple a material as possible because it is a complicated material when it heals, it is less likely to return to its original state. It is desirable that the defects are stable at room temperature. In addition, a sufficient amount of effective luminescence at room temperature is required and for binary storage, an efficient energy transfer process that is quick and responsive is desirable has a large luminous efficacy. For visual reproduction, the speed of reproduction is not so important as the G-border is generally caused by the sluggishness of the eye. For visual reproduction it is desirable that the luminescent emission of the phosphor in the visible Part of the spectrum lies. For a binary store it is it is desirable that the emission be in a region of the spectrum where the detector (photocathode) is most sensitive.
Es wurde gefunden, daß KI/Tl den obig angeführten Erfordernissen für einen Binärspeicher am besten genügt. Ein leichter Nachteil liegt darin, daß zwar der größere Teil der Lumineszenz schnell ist, ein geringer Teil des Lichtes jedoch verzögert /more slowly/ emittiert wird. Dies kann bei gewissen Anwendungen zu Schwierigkeiten führen.It has been found that KI / Tl meet the above requirements for a binary memory is best enough. A slight disadvantage is that although the greater part of the Luminescence is fast, but a small part of the light is delayed / more slowly / emitted. This can be the case with certain Applications lead to difficulties.
Es wurde gefunden, daß KMgFa(Mn) die obig angeführten Erfordernisse für einen kombinierten Speicher mit visueller Wiedergabe in zufriedenstellender Weise erfüllt.It was found that KMgFa (Mn) have the above Requirements for a combined memory with visual reproduction are satisfactorily met.
Bezüglich des Defekt- oder Beschädigungsprozesses ist bemerkenswert, daß derartige Defektstellen beispielsweise durch Röntgenstrahlung oder Protonen anstelle durch Elektronen erzeugt werden können. Elektronenstrahlung wird jedoch in den· vorhergehenden Beispielen wegen der größeren Leichtigkeit derWith regard to the defect or damage process, it is noteworthy that such defects, for example can be generated by X-rays or protons instead of electrons. Electron radiation is, however, in the previous examples because of the greater ease of the
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Erzeugung, Fokussierung und Steuerung verwendet.Generation, focus and control used.
Während die intensivere Elektronenstrahlung zur. Ausheilung der Defektregionen "bevorzugt wird, können auch andere Techniken, z.B. die Laserstrahltechnik, benutzt werden, falls erwünscht und falls damit die erforderlichen Punktionen ausgeführt werden können.While the more intense electron beams to. Healing of the defect regions "is preferred, others can also Techniques, e.g. laser beam technology, are used, if desired and if the necessary punctures can be carried out with it.
Wenn eine verhältnismäßig kurze Lebensdauer der Speicherung erforderlich ist, (beispielsweise bei der Radarsichtwiedergabe auf Leuchtschirmen) kann eine alternative Technik der Betriebsweise für kombinierte Speicher und Wiedergabe wie folgt verwendet werden: Die mit dem Leuchtstoff beschichtete Oberfläche wird kontinuierlich mit einer die Lumineszenz anregenden Bestrahlung überflutet, beispielsweise ultraviolettem Licht oder Elektronenstrahlung, während die einzuschreibende Information von einem getrennten fokussierten Elektronenstrahl geliefert wird, dessen Intensität zur Erzeugung der Defekte in dem Leuchtstoff ausreicht. Durch geeignete Wahl der Intensität der Überflutungsstrahlung und/oder durch Anordnung eines Zinnoxidfilmes unter dem Leuchtstoff und elektrischer Aufheizung dieses Films, kann die auf den Leuchtstoff einwirkende Wärme /heating effect/ daau benutzt werden, die von dem fokussierten Elektronenstrahl erzeugten Defektstellen relativ langsam auszuheilen.If a relatively short life of storage is required (for example, when displaying radar display on fluorescent screens), an alternative technology can be used The mode of operation for combined storage and playback can be used as follows: The one coated with the phosphor The surface is continuously flooded with radiation that stimulates luminescence, for example ultraviolet radiation Light or electron radiation, while the information to be written is from a separate, focused electron beam is supplied, the intensity of which is sufficient to produce the defects in the phosphor. By choosing the right intensity the flood radiation and / or by placing a tin oxide film under the phosphor and electrical When this film is heated, the heat acting on the fluorescent material can be used, which is produced by the focused electron beam to heal defects generated relatively slowly.
Es sei darauf hingewiesen, daß die Zerfallsgeschwindigkeit der gespeicherten Information durch Steuerung der Aufheizung eingestellt werden kann.It should be noted that the rate of decay of the stored information can be increased by controlling the heating can be adjusted.
Die Erfindung betrifft auch Abänderungen der im beiliegenden Patentanspruch 1 umrissenen Ausführungsform und bezieht sich vor allem auch auf sämtliche -<rfindungsmerkmale, die im einzelnen — oder in Kombination — in der gesamten Beschreibung und Zeichnung offenbart sind.The invention also relates to modifications of the embodiment outlined in the appended claim 1 and relates above all on all - <invention features that are included in the individually - or in combination - are disclosed throughout the description and drawing.
PatentansprücheClaims
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Claims (1)
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